장기마다 다른 강성을 기술적으로 어떻게 구현하는지가 궁금하다.
ECM 강성이 세포의 생존, 기능 발현 등 어떤 과정에 영향을 미치는지 알고 싶다.

사업적인 방면이 궁금했습니다.

장기칩이 사람의 몸을 대신해서 실험에 사용된다고 해, 실제 장기와 얼마나 비슷한지에 따라 실험 결과의 신뢰도가 달라질 것 같았습니다. 만약 비슷하지 않다면 정확한 데이터를 얻기 어려울 수도 있기 때문에, 이 기술이 얼마나 사람의 장기를 잘 모방하는지 알고 싶어서 이 질문을 만들었습니다.

강의에서는 장기칩으로 조직이 수축과 이완을 반복하며 생기는 전단응력이나 혈류가 충돌할 때에 생기는 마찰 등의 물리적인 부분 뿐만 아니라, 효소나 호르몬 등의 생화학적인 요소도 구현이 가능하다고 나와있습니다. 장기칩처럼 일부 조직만 있을 때에도 면역세포가 반응하여 여러 반응들을 일으킬 수는 있지만, 실제 생물과는 다르게 그 이후의 반응을 담당하는 뇌는 존재하지 않아서 장기칩을 통한 임상실험 결과가 실제 사람에게 시행했을 때의 결과와 다를 수 있지 않을까요?

인공장기를 임상실험으로 사용한다고 하면 그 결과는 과학적으로 유효하고 실제 사람에게도 똑같이 적용이 될까?

장기칩은 세포가 활동하는 실제환경과 유사하게 만들어 유사한 기능을 수행할 수 있도록 하는 기술 입니다. 세포들이 모여 장기를 이루고 신체를 이루듯이 이러한 미세칩들을 조합하고, 각각 구현하는 기능들을 연결하여 하나의 시스템처럼 기능 할 수 있게 된다면 하나의 장기를 구현하고, 신체를 만들어 낼 수 있지 않을까요? 

장기칩 기술과 인공지능을 결합해, 개인의 생리적 반응을 예측하는 ‘디지털 인간 아바타’를 만들 수 있다면, 이는 미래 의료에서 어떻게 활용될 수 있을까?
 

장기칩은 사람의 실제 장기 환경을 모사할 수 있고, 인공지능은 데이터를 학습해 예측 모델을 만들 수 있다. 이 두 기술을 결합하면, 사람마다 다른 장기 반응(예: 약물 반응, 스트레스 반응 등)을 예측하는 디지털 아바타를 만들 수 있을 것이다. 만약 이 기술이 발전한다면, 병에 걸리기 전 건강 위험을 예측하거나, 맞춤형 약물을 시뮬레이션으로 먼저 실험하는 등 의료의 판도가 바뀔 수 있을 것 같아 흥미로웠다.

장기칩은 실제 인간의 장기 구조와 기능을 모사할 수 있는 마이크로플루이딕 시스템으로, 약물의 효능과 독성을 테스트하거나 질병의 메커니즘을 연구하는 데 활용됩니다. 이 기술은 동물실험을 대체할 수 있는 수단으로 주목받고 있으며, 임상시험 전단계에서 보다 인간과 유사한 생리적 반응을 확인할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 실제로 임상시험을 완전히 대체할 수 있을 만큼 데이터의 신뢰성과 정밀도가 확보되었는지는 아직 논의 중입니다. 따라서 해당 기술의 정확성과 생체모사 수준, 규제기관에서의 인정 여부 등을 중심으로 한 탐구가 필요하다고 생각니다.

미세 생리 시스템은 인간의 장기를 모방하여 신체나 동물 실험을 대체할 수 있다는 장점이 있지만, 첨담 기술인 만큼 개발에 드는 시간과 비용이 많을 것이라고 생각됩니다. 이 미세 생리 시스템이 최대한 빨리 일상생활에 도입되기 위해 개발에 드는 시간과 비용을 줄이는 방법에는 어떤 것이 있을까요?

AI와 장기칩이 결합한다면 불량품이 나오지 않고 안전할까요?
인공지능의​​​​​ 오류도 생각보다 자주 있고, 불량품도 생산될때가 많기 때문에

장기 칩 역시 결국에는 인체의 일부를 모방, 복사한 것이다. 따라서 이를 생명의 일부로 보는 시각이 존재할 수 있으며, 사람의 일부를 외부로 복제해서 실험을 진행한다는 것에 대한 윤리적 논란과 반발의 발생 가능성이 있다. 또한 신체 조직이나 정보의 무단 수집과 사용 문제도 불거질 수 있는데, 이에 대한 책임 소재는 어디에 있는 것일까?

사람의 사람의 장기를 모사한 칩이 실제로 세포 수준에서 자극에 반응하고, 염증이나 스트레스 반응을 일으키는 것을 보고 놀랐다. 예를 들어 폐칩은 담배 연기나 미세먼지를 주입했을 때 염증 수치를 높이고, 심장칩은 독성 물질에 노출되면 박동 리듬이 불규칙하게 변한다는 결과도 있었다.
이런 반응은 실제 인간이 고통이나 이상을 느낄 때 나타나는 생리적 변화와 매우 유사하다.
칩 안에는 몸도 자아도 없지만, 실험에 의해 고통과 비슷한 반응이 일어난다는 사실을 보고 몸이 없다고 해서 고통을 무시해도 되는지 궁금해 졌다.

특정 질병(예: 알츠하이머병, 암)의 진행 과정을 모사하는 장기칩을 설계한다면 어떤 요소들을 추가해야 할까? 이러한 몸의 여러 요소가 연결된 질병의 경우 어떤 방법으로 해결할 수 있을까

아무리 미세한 3차원 구조여도 융털 내부 구조나 심장 등의 구조화된 부분을 구현할 수 있을까? 경제적인 측면에서의 큰 문제가 되지 않을까?

장기칩이 기존 2차원 세포 배양보다 신약 개발에 더 효과적인 이유는 무엇인가요?
또한, 장기별로 다른 ECM 환경을 어떻게 칩 안에서 구현하는지 궁금합니다.

요즘 학교애서 쓰는 오카리나도 대량생산을 하니 불량품이 속출하던데 아무리 가격차가 있다곤 하지만 그렇게 미세한 구조물을 대량생산하는게 간단할 것 같지는 않네요. 옛날에 전자담배 회사 flum이 액상담배 캡슐 불량율 20%찍고 청소년들을 구급차에 실려가게 만든 것처럼 장기칩 불량이 약물을 제대로 평가할 수 있을지, 대책은 있는지 궁금합니다. (하나만 잘못되도 대형참사가...)

환자 맞춤형 장기칩은 개인 맞춤형 의료의 혁신적인 가능성을 제시하지만, 실제 임상 적용을 위해서는 기술적, 윤리적, 경제적 측면에서 해결해야 할 과제들이 존재하기에 어떻게 진행할지 의문이다

최근 AI 기술은 의료 영상 판독, 신약 후보물질 탐색, 유전자 분석 등에서 뛰어난 성과를 보이고 있으며, 장기칩(Organ-on-a-chip)은 실제 사람의 장기 환경을 모사해 동물 실험 없이도 약물 반응을 관찰할 수 있는 차세대 바이오 기술로 주목받고 있습니다. 그래서 이 기술이 더 발전한다면 AI와 장기칩이 결합하면, 인체 실험 없이도 신약 효과를 99% 예측할 수 있을까?라는 질문이 생겼습니다.

장기칩은 비록 일부일지 몰라도 그 장기의 특징을 가지고 있습니다
그럼 이런 장기칩들을 이용해 장기칩들을 쌓아 작은 인조생물을 만들 수 있을까요?

장기칩이 도달할 수 없는 분야라던가, 자기칩을 사용함으로서 생기는 부작용이 있는지 궁금합니다. 

강의에서는 장기칩이 동물 실험의 대안으로 소개되었고, 실제 인간과 유사한 생리적 반응을 보여 신약 평가에 유용하다고 설명되었다. 하지만 장기칩 기술이 실제 임상시험의 복잡한 반응과 전신적 상호작용까지 재현할 수 있는지는 확신이 서지 않아, 동물 실험을 '완전히' 대체할 수 있는지 궁금해졌다.

 장기칩이 아직 인체의 장기를 완벽하게 모방해내지 못했는데, 이러한 한계가 존재하는 과정에서 변수가 일어난다면 어떠한 방법으로 해결하고, 방지할 수 있나요? 또 장기칩은 다양한 개인차(인종, 유전적 배경, 나이, 성별 등)를 구현해내지 못할 것 같은데 이를 따로 설정하거나 포함시킬 방법이 존재하나요? 존재한다면 어떠한 방식으로 구현할 수 있나요?

현재까지 장기칩을 사용해 실험을 한 후 판매된 약이 있나요?
만약 있다면 동물 실험이 필요 없을 정도로  성능은 좋을지, 부작용은 없는지 궁금합니다.

장기칩을 사용해 실험을 할 떄 만약 약의 부작용이 그 장기에서 일어나지 않고 다른 장기에서 부작용을 일으킨다면 그에 대한 한계는 어떻게 해결하나요?

신체에 가끔씩 예상할 수 없는 긴급한 상황이나 변수가 생겨날 수 있는데, 이때 장기칩은 이러한 것 까지 모방할 지 궁금하고 이를 모방하여서 생긴 문제의 책임은 누구에게 있을까?

누군가 나에게 “네 간을 복제해봤어”라고 말한다면, 처음엔 그냥 실험실 속 이야기겠거니 하고 웃어넘길 것이다. 하지만 그 복제라는 게 단순한 세포의 배열이 아니라, 내 유전자 정보를 기반으로 한 정밀한 장기칩이며, 혈류와 약물 반응, 면역 반응까지도 내가 실제로 겪을 반응과 거의 똑같이 재현되는 존재라면 어떨까? 만약 그 장기칩이 약물에 과민하게 반응했다면, 그것은 내 몸에 일어날 미래를 알려주는 경고일까? 아니면 단지 장난감처럼 설계된 하나의 장치일 뿐일까? 더 나아가, 누군가가 그 칩을 내 동의 없이 사용해 약물 실험을 한다면, 그것은 ‘나’를 침해한 행위일까, 아니면 단지 ‘샘플’을 쓴 것일까? 장기칩이 진짜 장기가 아닌 것은 분명하지만, 나와 유전적으로 동일하고, 나의 미래를 가장 정확히 시뮬레이션할 수 있는 존재라면, 과연 그것은 어디까지가 ‘나’이고 어디부터가 ‘도구’일까?

사람의 장기들은 서로 간의 상호작용이 많습니다. 그런데 필요한 부분부분만 따로 칩으로 제작하였을 때 과연 그 부분까지 고려되어 제작할 수 있나요?

장기칩은 약물의 효과와 독성을 보다 정확히 예측할 수 있는 도구로 주목받고 있지만 기존의 동물 모델과 임상 시험에서 발생하는 예측 불일치를 줄일 수 있을지에 대해 의구심이 듭니다. 입덧방지제로 출시되었던 탈리도마이드 역시 동물실험을 통한 예측 결과 큰 변수없이 문제없는 것으로 나왔었지만 엄청난 해악을 끼쳤던 기억이 나서 질문을 해보았습니다.

장기칩이 왜 필요한지, 기존의 동물 실험이 가진 한계를 어떻게 극복하는지, 실제로 더 나은 결과를 낼 수 있는지가 궁금했기 때문이다.

장기칩이 동물 실험을 대체할 만큼 사람의 생체 환경을 얼마나 정밀하게 모사하는지 이해하기 위해 중요하며,  장기칩의 기능과 장점을 제대로 알기 위해, 혈관 구조나 화학적 환경 등 어떤 요소들이 어떻게 재현되는지 구체적으로 알아보는 것이 필요하기 때문입니다.

장기에 적합한지 판단하는 동물실험을 실제 장기와 비슷한 환경인 장기칩을 만들어 이를 대신할 수 있다면 같은 원리로 실제 장기를 대신할 수 있는 인공 장기를 구현하는 것이 가능할까요?

아직까지 장기칩이 인간을 완전히 모방했다라고 볼 수 없는데 그 결과를 신뢰할 수 있을지 의문이 들었음.

뇌 칩 이식과 같이 가장 큰 리스크는 해킹이다. 장기 칩도 이러한 문제가 있을까?

장기칩이 장기 등 인체 내 기관들과 서로 상호작용하는 것이 어떻게 가능한가요? 모든 종류의 신호들을 다 받아들일 수 있는건가요?

미세생체시스템으로 어디까지 구연이 가능한지. 만일 뇌까지 구연할 수 있다면 뇌의 몇%까지 구연이 되는지 궁금합니다. 

디지털 트윈이란 실제 시스템의 가상 복제 모델로써 실시간으로 데이터, 센서 피드백, 수학적 모델을 바탕으로 실제 시스템의 상태를 모사하고 예측하는 기술이라고 알고 있습니다. 미세 생리 시스템을 대체할 수 있는 실제 실험을 기반으로 하는 MPS 과 디지털 트윈을 융합하는 프로그래밍 방식이 궁금합니다. 또한 약물 반응 예측, 실험 설계 최적화, 개인 맞춤형 질병 모델링, 질병 진행 및 예후 시뮬레이션, 다중 장기 상호작용 예측 등 이외에 새로운 목적에 맞게 개발되어야 할 모델에는 어떤 것이 있을지 궁금합니다. 또 Emulate Inc. DARPA, FDA 등에서 디지털 트윈을 활용하여 연구한 사례들이 있는데 앞으로 디지털 트윈을 미세 생리 시스템에 활용할 때 주의할 사항에는 어떤 것들이 있을지 궁금합니다

강의에서 장기칩과 오가노이드는 각각 장기의 구조와 기능을 모사한다는 공통점이 있지만, 방식이나 사용 목적에서 차이가 있다고 들었습니다. 오가노이드는 주로 줄기세포로부터 자가조직화되어 만들어지고, 장기칩은 인공적인 칩 구조에 세포를 배양해 기능을 구현하는 방식이라고 이해했는데요. 이런 기술적 차이 외에도, 두 기술이 실제 연구나 약물 개발, 질병 모델링에 사용될 때 어떤 장단점이 있는지, 그리고 현재 어떤 분야에서 각각의 기술이 더 효과적이라고 평가받고 있는지 궁금합니다

인체 내에서는 각 장기들이 독립적으로 기능하기보다는 복잡한 상호작용 네트워크를 통해 통합적으로 작동합니다. 이러한 생리학적 상호작용을 고려할 때, 장기칩 기술은 다중 장기 시스템 간의 상호작용을 어떻게 모사할 수 있으며, 현재 기술 수준에서 이러한 복합적인 장기 간 네트워크를 구현하는 데에는 어떤 한계점과 도전 과제가 존재하나요?

 앞서 강의 영상에서도 언급하였듯이 요즘 인간의 한계와 인간의 특성 등으로 동물 실험이 보편화되고 있습니다. 동물 실험의 본목적은 '인간을 위하여' 또는 '인간이 할 수 없는 일을 동물이 대신 수행하기 위하여'일 것입니다. 이리하여 동물 장기 등에서 인간의 항암 병 치료 방안이나 약을 개발하고 있는데, 과연 동물 기준으로 맞추어 실험하여도 그 실험에 100% 맞추어 작용할까요? 
 우선 이를 설명하기 위하여 인간과 동물 실험에 사용되는 다른 포유류(예를 들면 쥐 등)와의 차이점을 알아보아야 합니다.  인간과 실험용 포유류(예: 쥐)의 신체 구조에는 여러 가지 차이점이 있습니다. 대표적인 차이점을 살펴보자면 우선 인간은 직립 보행을 하는 반면, 실험용 포유류(예: 쥐)는 네 발로 걷는 사지동물입니다. 인간은 비교적 큰 신체를 가지고 있으며, 장기와 조직이 더 복잡하게 발달되어 있습니다. 
 또한 장기 구조에서도 차이가 있는데 인간과 쥐는 기본적인 장기 구조가 유사하지만, 크기와 기능에서 차이가 있습니다. 또한 쥐의 간은 상대적으로 크며, 신진대사가 빠릅니다. 인간의 대소장은 몸통 길이의 약 4배로 길지만, 육식동물인 쥐는 3배 정도로 짧습니다.

•  이러한 차이점이 있지만 아직까지도 동물 실험을 계속하고 있는 추세인데요, 이러한 문제점이 발발하면 사람에게도 오히려 부작용을 끼칠 수 있습니다.(쉽게 말하자면 인간 <----------> 실험동물 사이에 호환이 안 된다.) 이러한 문제점을 해결하기 위해서 우리는 어떤 대책을 세울 필요가 있을까요? 궁금합니다.

장기칩 기술은 인간 세포 기반으로 동물 모델의 한계를 극복하고 인간 특이적인 약물 반응 및 질병 메커니즘 연구의 정확성을 높이는 데 기여합니다. 실제 연구 사례에서 인간 특이적 약물 개발, 질병 모델링, 개인 맞춤형 치료법 개발 등 다양한 분야에서 두드러진 효과를 보이고 있습니다. 하지만 실제 인체의 복잡성을 완전히 모사하기 어렵다는 한계가 존재하며, 이를 극복하기 위해 다중 장기 연결, 3D 세포 배양, 생체 재료 및 미세 유체 공학 기술 발전 등 활발한 연구 개발이 진행 중입니다. 따라서 장기칩 기술은 모든 동물 실험을 대체하기보다는 특정 인간 질병 모델링, 개인 맞춤형 약물 반응 예측, 특정 장기에 대한 약물 독성 평가 등 구체적인 연구 분야 및 목적에 따라 동물 모델보다 더 효과적이고 적합한 도구가 될 수 있습니다. 결론적으로, 장기칩 기술은 동물 실험을 보완하고 대체하며, 더욱 정교하고 인간 중심적인 질병 연구 및 신약 개발에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

장기칩은 간, 폐, 심장 등 특정 장기의 구조와 기능을 모사하여 실험할 수 있는 정밀한 기술로 주목받고 있습니다. 하지만 인체는 각 장기가 독립적으로 작동하는 것이 아니라, 서로 끊임없이 영향을 주고받으며 복합적으로 반응하는 유기적인 시스템입니다. 약물이나 화학물질이 몸에 들어왔을 때, 그것이 간에서 어떻게 대사되고, 혈류를 통해 다른 장기로 전달되며, 최종적으로 어떤 생리적 변화를 일으키는지를 설명하려면 여러 장기의 상호작용을 함께 고려해야 합니다. 그렇다면 이렇게 하나의 장기만을 따로 모사한 칩으로, 과연 전신에서 일어나는 다양한 반응과 상호작용을 충분히 예측할 수 있을까요?

장기칩은 제작, 보관, 실험 등 여러 방면에서 유용성을 드러내는 동시에 인간의 모습을 효과적으로 모사할 수 있다. 그러나 가격이 매우 비싸 일반층은 물론이거니와 주 고객층이 되는 신약 개발 회사의 입장에서도 동물 실험 대비 효율성이 매우 떨어지는 것으로 드러났다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 현실적인 장기치 ㅂ가격 인하 방안이 궁금했다.

현재 동물실험에서 안전하다 혹은 효과 있다고 구별된 약품이 임상시험 단계에서 통과하지 못해 사용되지 못하는 경우가 약 92%라는데, 통과된 나머지 8%에서도 실제 상용화가 되는 경우는 적습니다. 이때 유전적 특징이 거의 인간과 약 95%일치하는 쥐를 사용해도 실험이 성공하는 경우가 적은데, 이떄 대체된 기술이 인간과 유전적 특징이 쥐보다 일치하지 않는 이상 큰 효과가 있을까? 그리고 동물실험을 할 경우 다른 실험에 비해 적은 비용과 시간이 사용되는데 대채된 기술이 그정도의 효력이 있을까?

장기칩이 완벽히 개발되는 것과 일반 기업에서 상용화될 만큼 가격이 낮아지는 것 사이에는 어느 정도 텀이 있을 것이라 생각합니다. 그 기간 동안 일반 기업들이 동물실험 대신 장기칩을 사용하도록 법제화하는 것에 대해 어떻게 생각하시나요? 작은 기업들이 큰 경제적 부담 없이 성장하도록 돕는 것이 옳은가요, 아니면 조금이라도 일찍 윤리성을 지키기 위해 경제 성장을 억제하는 영향을 주는 법을 만드는 것이 옳은가요?

장기칩에 (기술적 한계를 제외하고) 윤리적 문제 같은 것들엔 무엇이 있고 어떻게 대처하실 예정인가요?

장기칩이 어느 부위까지 대체할 수 있을지 궁금합니다

장기칩은 기존 동물 실험과 어떤 점에서 더 정확하거나 유리한가요?

영상에서 다중 장기칩을 언급하셨는데, 이런 다중 장기칩은 하나에 여러 장기칩이 연결되어 있는 구조이니까, 그냥 여러 개의 장기칩을 만들고, 그 장기칩을 손쉽게 연결 할 수 있는 장치가 나오면 더 편리하지 않을까 싶어서 질문해 봅니다.

개발된지 얼마 안 된 장기칩이 어느 정도까지 기관을 대체할 수 있을까요?

장기칩은 서로 다른 장기의 상호작용을 구체적으로 어떤 방식으로 재현하며, 이를 통해 어떤 질병 모델이 현재 효과적으로 개발되고 있을까? 현재 장기칩 기술의 상용화와 임상 적용에서 가장 큰 기술적 또는 윤리적 장벽은 무엇일까?

장기칩 기술은 확실히 윤리적인 부분에서는 기존의 실험방식보다 더 효과적이나 기존의 동물실험이나 2D 세포배양에 비해 어떤 점에서 더 정밀한 생체모사 기능을 제공할까? 또한 장기칩 기술을 이용한 실험은 실제 임상 결과와 어느 정도 일치하는가?

생체의 복잡한 기능인 혈류, 기계적 자극, 폐의 팽창 등 생리적 환경을 구체적으로 장기칩에서 어떻게 구현할까? 또한 그 구현 방식의 한계는 무엇일까?

장기칩은 꼭 칩의 형태로만 존재해야 하나요? 만약 그게 아니라면 인체의 전체를 만들 수 도 있는 건가요?

 장기 칩은 주로 하나의 장기를 담당합니다. 이런 장기 칩을 여러 개 연결하여 여러 장기 간의 상호작용까지도 시뮬레이션할 수 있습니다. 그렇다면 장기 칩을 충분히 많이 만들어 인간의 모든 장기를 시뮬레이션한다면 약재가 사람의 몸에서 작용하는 것을 전부 시뮬레이션할 수 있을까요?

추신으로, 이렇게 인간의 모든 장기를(뇌까지 포함해서) 테스트할 수 있는 장기 칩이 완성된다면 그 칩 또한 일종의 인간이라고 할 수 있을까요? 표면적으로 보면 인간이 되기 위한 모든 조건, 모든 장기, 그리고 의식까지 가지고 있는 것으로 보입니다. 우리는 이를 인간으로 받아들일 수 있을까요?

장기칩 기술이 동물 실험을 완전히 대체하기까지 남은 기술적/윤리적 과제는 무엇인가요?

장기칩은 장기의 중요한 부분을 똑같이 설계하여 실제 실험에 쓰일 수 있도록 만든 것입니다. 이것이 참 똑같이 만들어 실제 부분과 차이가 없을 정도면 망가진 장기를 대체하여 인류의 수명을 늘려줄 수 있지 않을까요?

장기칩은 한 사람의 세포나 장기를 모사해 약물 반응이나 질병 진행을 관찰하는 데 활용됩니다. 그런데 나는 여기서 한 걸음 더 나아가, 여러 사람의 장기칩을 동시에 분석하고 서로 비교한다면 개개인의 반응뿐 아니라 집단적인 생리적 특성이나 공통된 스트레스 반응을 측정할 수 있을지도 모른다는 생각이 들었습니다.
예를 들어, 학생, 직장인, 노인 그룹의 세포로 만든 장기칩들이 특정 자극(예: 수면 부족, 소음, 사회적 압박)에 대해 어떻게 다른 반응을 보이는지를 실시간으로 비교하면, 사회 전반에 퍼진 스트레스나 불안 수준을 과학적으로 분석할 수 있는 가능성도 생기지 않을까요?

이런 기술이 실제로 발전한다면, 특정 시기의 사회 문제(예: 팬데믹, 입시 시즌, 경제 위기 등)가 사람들의 생리 시스템에 어떻게 영향을 미치는지를 직접 볼 수 있고, 더 정밀한 공공 건강 정책이나 정신건강 예방 시스템을 설계할 수도 있을 것입니다.

현재 장기칩 기술은 주로 단순한 생리적 기능을 재현하는 데 중점을 두고 있다. 하지만 장기칩을 더 복잡하고 정교한 시스템으로 발전시킨다면 감정, 스트레스 반응, 호르몬 분비와 같은 것을 장기칩이 재현할 수 있을지에 대한 궁금증이 생겼다.

장기칩을 만들려면 다양한 세포가 필요한데 만드는 방법은 직접 그 부위의 세포를 가져 오거나 만능 세포를 만들어 그 세포를 변형 시켜 이용한다고 알고 있습니다. 그런데 뇌,심장 이런 세포를 가져오는 것은 상당히 어려운 일이기에 보통 만능세포를 만들어서 사용하실 것 같은데 수많은 임상 실험을 하기 위해 수많은 사람들을 모집 하여 세포를 다 가져와야지만 임상실험을 완벽하게 진행 할 수 있는 것인가요? 지금 까지는 실험할때 수많은 동물들이 희생됬는데 만약 이 기술이 사용화가 된다면 그 수 만큼의 사람에게서 세포를 가져 와야 하나요?

장기칩은 전자회로가 놓인 칩 위에 살아있는 특정 장기를 구성하는 세포를 배양해야 그 역할을 수행할 수 있는데, 그럼 그 세포를 체취할때 동물이 고통받는다면 동물 실험보단 덜하겠지만, 그래도 문제가 있는것 아닐까요? 만약 그렇다면 이러한 문제의 해결은 어떻게 해야할까요?

장기칩(미세 생리 시스템)은 어떻게 동물 실험을 대체할 수 있을까요? 사람의 몸처럼 정밀한 반응을 정말 정확하게 재현할 수 있을까요?

본인이 생각한 질문의 배경(이유) :
현재 의학은 같은 질병이라도 사람마다 다른 치료법을 제시하는 개인 맞춤형 치료방향으로 발전하고 있습니다. 이로 인해 많은 사람들이 자신에게 더 잘 맞는 치료를 받아 질병을 극복할 가능성이 높아졌습니다. 이러한 의학의 발전을 보며 저는 만약 나의 DNA와 세포로 만든 장기칩에 실제로 일어날 수 있는 자극을 가했을 때 특정 질병에 대한 반응이 나타난다면 이것이 나에게 생길 수 있는 질병을 미리 알 수 있는 방법이 되지 않을까라는 생각을 하게 되었습니다. 만약 건강을 예측할 수 있다면 많은 사람들이 질병을 미리 예방하고 더 건강하고 편안한 삶을 살 수 있을 것이라고 생각했습니다. 이러한 생각에서 만약 나의 DNA와 세포로 만든 장기칩에서 특정 질병 반응이 나타난다면 이것은 내 미래 건강을 예언하는 것일까?라는 의문을 가지게 되었습니다.
내가 생각한 질문에 대한 답 :

만약 나의 DNA와 세포로 만든 장기칩에서 특정 질병 반응이 나타난다면 이것은 내 미래 건강을 예언하는 것일까?라는 질문에 대해 나는 충분히 가능하다고 생각한다. 실제로 장기칩 기술은 미세한 칩 안에 인간의 세포를 배양하고 그 세포가 실제 장기처럼 작동하도록 유도함으로써 실험실 환경에서 질병이나 약물 반응을 관찰할 수 있게 해준다.

여기서 핵심은 이 칩이 나의 DNA와 나의 세포로 만들어졌다는 점이다. 유도만능줄기세포 기술을 이용하면 피부세포나 혈액세포를 뇌, 간, 심장, 폐 등 다양한 장기의 세포로 재분화시킬 수 있다. 이러한 세포들로 장기칩을 구성하면 이 칩은 실제로 내 생리적 반응을 대표할 수 있는 개인화된 실험 모델이 된다.

따라서 여기에 특정 자극을 주었을 때 나타나는 반응은 단순한 실험 결과를 넘어 나라는 생물학적 존재가 실제로 겪을 수 있는 반응을 미리 보는 것이라고 해석할 수 있다. 예를 들어 나의 DNA와 세포를 바탕으로 만든 고지방 환경에 반응하는 간세포 칩에서 지방 축적이 심하게 일어난다면 이는 나의 간이 미래에 지방간이나 간질환에 취약할 수 있다는 경고일 수 있다.

이런 방식으로 정상적인 세포나 DNA와는 다른 나만의 특징을 반영한 칩에 여러 환경적 자극이나 약물 자극을 반복해서 실험하고 그 반응 데이터를 수집한다면 질병의 발생 가능성을 예측하고 위험 신호를 미리 발견할 수 있는 일명 예방 의학 도구로 활용될 수 있다고 본다.

따라서 나는 장기칩을 통해 개인의 질병 가능성을 예견하고 맞춤형 예방 조치를 설계하는 시대가 충분히 가능할 것이다라고 생각한다.

장기칩을 연결하여 실제로 사람의 장기를 구현한다고 했을 때 이것이 얼마나 지속될지 궁금합니다. 여태까지 나왔던 많은 인공 장기들이 주로 5~10년을 주기로 교체하는 것이 권장되고 있는데, 장기칩도 그와 비슷할지 궁금합니다.

설명해주신 것과 같은 획기적인 기술의 장기칩이 실제로 활용되기 위해서는 기술뿐만 아니라 법이나 사회적 인식 등 다양한 부분에서의 장애물을 해결해야할 것이라 생각이 듭니다. 의료 관련 법적 문제라던가, 기계로 사람의 장기를 대체한다는 것에 대한 반감 등 이에 대해 대표적으로 거론되는 사회적 문제점들이 있을까요? 

우리 몸에는 장기들이 필수적이고, 달리 말하자면 장기들 없이는 삶은 연명해가는 방법은 존재하지 않습니다. 그리고, 이러한 장기칩 기술은 인간이 장기를 더 오래 사용하여 인간의 수명을 늘리고, 인간의 건강에 초점을 둡니다. 그러나, 만약에 이러한 장기칩 장치기 갑자기 작동을 멈추거나, 오류가 발생할 경우, 우리 몸에는 일정 기간동안 장기 1개가 사라지는 것이지 사용자는 굉장히 위험할 것입니다. 이러한 경우를 어떻게 예방할 수 있는지, 그리고 발생하였을 경우 어떻게 피해를 최소화 할 수 있을지 질문드립니다. 

• 1. 수동 조절의 한계

  • 실험자가 현장에서 펌프·밸브를 수작업으로 조작하면

    • - 시간 지연: 설정 변경과 데이터 기록 사이에 시차 발생

    • - 오차 발생: 반복 실험 간 조건 일관성 저하

    • - 운영 부담: 장시간 모니터링 시 피로 누적

• 2. 실시간 데이터 확보의 필요성

  • - 생체환경 유지: pH·용존산소·온도 등 미세환경 변동이 세포 반응에 직접 영향

  • - 이상 징후 조기 탐지: 오염, 펌프 막힘, 누수 등 문제 발생 시 즉각 대응

• 3. 원격 제어·모니터링을 통한 개선 효과

  • - 24/7 자동화: 실험실 출입 없이도 연중무휴 상태 유지

  • - 조건 피드백 제어: 센서 측정값 기반으로 펌프 속도·용액 농도 자동 조절

  • - 데이터 중앙집중화: 클라우드 서버에 실시간 로그 저장 → 빅데이터 분석